KR200452402Y1

KR200452402Y1 - 소모성 스트립 전극을 사용하는 서브머지드 아크 용접기헤드

Info

Publication number: KR200452402Y1
Application number: KR2020080009437U
Authority: KR
Inventors: 김오갑
Original assignee: 김오갑
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2011-02-28
Also published as: KR20100000801U

Abstract

본 고안은 스트립 형태의 소모성 전극을 사용하는 서브머지드 아크 용접기 헤드에 관한 것으로, 다양한 치수의 폭을 갖는 스트립 전극이 용접기 헤드의 접촉 팁에 공급되는 과정에서 굽힘이나 변형이 발생하지 않게 하는 용접기 헤드에 관한 것이다.

본 고안에 따른 서브머지드 아크 용접기 헤드는, 소모성 스트립 전극을 소모되는 속도에 맞추어 소정 속도로 공급시키는 공급수단과, 공급된 스트립 전극을 모재의 소정 위치에 위치시키는 전극 팁을 포함하는 서브머지드 아크 용접기용 헤드로서, 상기 공급수단은 모터(211)와, 상기 모터(211)의 구동축에 축이 연결된 제1 이송롤(213a)과, 상기 제1 이송롤(213a)로부터 소정 간격을 두고 배치되며 연동수단에 의해 제1 이송롤(213a)에 연동하여 회전되는 제2 이송롤(213b)과, 상기 제1 이송롤(213a)과 제2 이송롤(213b)의 사이에 배치되어 스트립 전극(SE)을 가이드하는 가이드 수단(230)과, 각각 상기 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)에 대향되게 배치되어 탄성수단에 의해 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)에 대해 가압할 수 있도록 되어 있는 제1 및 제2 가압롤(223a,223b)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

서브머지드 아크 용접기 헤드, 소모성 스트립 전극

Description

소모성 스트립 전극을 사용하는 서브머지드 아크 용접기 헤드 {A HEAD STRUCTURE FOR SUBMERGED ARC WELDING MACHINE USING CONSUMABLE STRIP ELECTRODE}

본 고안은 소모성 스트립 전극을 사용하는 서브머지드 아크 용접기의 헤드에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 서브머지드 아크 용접기 헤드의 접촉 팁에 스트립 전극을 공급함에 있어서 공급되는 스트립 전극의 변형, 휨, 또는 꼬임 등이 발생하지 않아 생산성이 높아지고 스트립 전극의 공급속도를 정확하게 제어할 수 있어 용접 품질도 향상될 수 있도록 하는 용접기 헤드에 관한 것이다.

조선이나 철구조물 등의 제조공정에서 가장 널리 사용되고 있는 용접법으로는, 사용 전극이 소모되는 소모식(Consumable) 용접법과, 사용 전극이 소모되지 않는 비소모식(Non Consumable) 용접법이 있다.

소모식 용접법으로는 피복아크 용접(Shield Metal Arc Welding), 가스메탈 아크용접(Gas Metal Arc Welding) 및 서브머지드 아크용접(Submerged Arc Welding) 등이 대표적이다.

이중 서브머지드 아크 용접은 입상(粒狀)의 플럭스 아래에서 소모성 전극과 모재 사이에 아크를 발생시켜 얻어지는 열로 피접합물을 용접하는 방법인데, 가스 메탈 아크 용접법(Gas Metal Arc Welding Process)에 비해 고전류 및 고속도로 용접을 수행하기 때문에 용접능률이 수 배에서 수십 배에 달하며, 특히 후판 용접시 용접패스 수를 감소하여 용접의 변형이나, 품질을 향상시킬 수 있는 기법이다.

이러한, 서브머지드 아크 용접에 사용되는 소모성 전극의 경우, 와이어(wire) 형태와 스트립(strip) 형태가 있는데, 스트립 형태의 전극은 넓은 면적을 한번에 용접할 수 있기 때문에, 와이어 형태의 소모성 전극에 비해 용접효율이 매우 우수한 이점이 있다.

그런데, 외부로부터 서브머지드 아크 용접기의 헤드의 접촉 팁까지 스트립 전극을 공급하는 수단으로, 헤드의 내부에 배치되며 헤드의 스트립 전극 공급구와 접촉 팁과의 사이에 모터로 구동되는 이송롤을 사용하여 왔다. 그런데 이와 같은 장치에 의하면 이송롤과 접촉 팁의 사이에서 스트립 전극에 굽힘이나 변형이 발생하기 쉬워 용접 작업 도중에 빈번하게 스트립 전극을 다시 장착해야 했기 때문에 작업성과 용접품질이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 스트립 전극의 폭은 작업하는 대상 물체에 따라 다양하게 변경되어야 하는데, 종래의 스트립 전극 공급장치는 단지 스트립 전극을 이송시키는 역할만 하였기 때문에, 스트립 전극 폭의 변동에 따라 스트립을 적절하게 가이드할 수 없어 변형이 더 쉽게 발생하였다.

본 고안은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 스트립 전극을 용접기 헤드의 선단에 위치한 접촉 팁까지 변형 없이 원활하게 공급되도록 하는 공급수단을 구비한 서브머지드 아크 용접기 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 고안에 따른 소구경 제품용 서브머지드 아크 용접장치는, 소모성 스트립 전극을 소모되는 속도에 맞추어 소정 속도로 공급시키는 공급수단과, 공급된 스트립 전극을 모재의 소정 위치에 위치시키는 접촉 팁을 포함하는 서브머지드 아크 용접기용 헤드로서, 상기 공급수단은 모터와, 상기 모터의 구동축에 축이 연결된 제1 이송롤과, 상기 제1 이송롤로부터 소정 간격을 두고 배치되며 연동수단에 의해 제1 이송롤에 연동하여 회전되는 제2 이송롤과, 상기 제1 이송롤과 제2 이송롤의 사이에 배치되어 스트립 전극을 가이드하는 가이드 수단과, 각각 상기 제1 및 제2 이송롤에 대향되게 배치되어 탄성수단에 의해 제1 및 제2 이송롤에 대해 가압할 수 있도록 되어 있는 제1 및 제2 가압롤을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연동수단은 선택적으로 제1 이송롤의 회전축과 제2 이송롤의 회전축 간을 연결하는 벨트일 수 있다. 상기 벨트로는 다양한 것이 사용될 수 있으나 체인 벨트가 가장 바람직하다.

또한, 상기 가이드 수단은 내부에 다수 개의 수용홈이 형성되어 있는 제1 가이드판과, 상기 제1 가이드판에 대향되게 배치되며 상기 수용홈에 대응한 위치에 동일한 수용홈이 형성되어 있는 제2 가이드판과, 공급되는 상기 스트립 전극의 폭에 맞추어 상기 다수개의 수용홈에 회전가능하게 배치되어 상기 제1 및 제2 가이드판을 소정 간격으로 이격시킴과 동시에 스트립 전극을 안내하는 한 쌍의 가이드봉과 상기 제1 가이드판과 제2 가이드판을 고정하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 서브머지드 아크 용접기 헤드는, 제1 및 제2 이송롤과 이들에 대향된 위치에서 가압하는 제1 및 제2 가압롤을 통해 스트립 전극을 2 지점에서 가압함으로써 스트립 전극이 평활한 상태로 전극 팁에 공급되도록 함과 동시에, 가이드 수단을 통해 스트립 전극이 정확한 방향으로 접촉 팁에 공급되도록 하기 때문에, 접촉 팁에 공급되는 스트립 전극에 굽힘이나 꼬임과 같은 변형이 발생하지 않게 된다.

또한, 본 고안에 따른 서브머지드 아크 용접기 헤드에 구비되는 가이드 수단은 2개의 수용판에 다양한 폭의 스트립 전극에 대응할 수 있도록 다수의 수용홈을 구비하는 구조로 되어 있기 때문에, 스트립 전극의 치수가 바뀔 때마다 별개의 가이드 수단을 교체할 필요 없이 가이드봉의 위치만 조절하면 되므로, 작업성이 크게 개선될 수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 통하여 본 고안을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시 예는 단지 예시적인 것으로, 본 고안의 기술적 사상 내에서 다양한 변형이 가능하며, 본 고안으로 한정하는 것이 아니다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 서브머지드 아크 용접기 헤드의 사시도이고, 도 2는 본 고안의 실시예에 따른 서브머지드 아크 용접기 헤드에 있어서, 스트립 전극을 공급하는 공급장치에 대한 사시도이며, 도 3은 본 고안의 실시예에 따른 공급장치에 장착되는 가이드 수단에 대한 분해사시도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 서브머지드 아크 용접기 헤드(10)는 크게 스트립 전극(SE)을 인입하여 가이드하는 인입부(100)와, 상기 인입부(100)를 통해 들어온 스트립 전극(SE)을 가압하여 소정속도로 공급하는 스트립 전극 공급수단(200)과, 상기 공급수단으로부터 송출된 스트립 전극을 용접 대상물에 위치시키고 전원을 공급하는 접촉 팁(300)으로 이루어진다.

상기 인입부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 스트립 전극(SE)의 도입부에 위치하는 거치대(110)와, 상기 거치대(110)에 상,하 지그재그 형태로 배치되는 4개의 가이드 롤(120a,120b,120c,120d)로 이루어진다.

상기 공급수단(200)은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 크게 스트립 전극(SE)을 송출하도록 구동하는 구동수단(210)과, 스트립 전극(SE)에 변형이 발생하지 않도록 가압하는 가압수단(220)과, 스트립 전극(SE)을 정해진 방향으로 송출하게 하는 가이드 수단(230)으로 이루어진다.

상기 구동수단(210)은 도 2 및 4에 도시된 바와 같이 구동 모터(211)와 상기 구동모터의 구동축(212)에 회전축이 연결된 제1 이송롤(213a)과, 상기 제1 이송롤(213a)로부터 평행하게 이격되어 배치된 제2 이송롤(213b)과, 상기 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)의 회전축 간을 연결하는 체인벨트(214)로 이루어져 있다. 상기 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)은 측방향으로 개구되어 있고 일 측부가 경사지게 절단되어 있는 보호커버(215)내에 장착되며 상기 보호커버(215)의 상부에는 구동 모터(211)가 배치된다. 또한 상기 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)은 도 3에 도시된 바와 같이, 이송롤에 직각으로 대향되게 배치되며 판상으로 이루어지는 제1 및 제2 고정판(216a,216b)에 회동가능하게 고정된다. 한편, 상기 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)의 표면에는 요철이 형성되어 있어 마찰력에 의해 스트립 전극(SE)이 용이하게 이송될 수 있도록 되어 있다. 이상과 같은 구성을 통해 구동 모터(211)이 전원이 인가되어 제1 이송롤(213a)이 회전하게 되면 제2 이송롤(213b)은 제1 이송롤(213a)과 동일한 회전속도로 회전할 수 있게 된다.

상기 가압수단(220)은 도 4에 도시된 바와 같이 내부에 상기 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)에 대향되는 위치에 수용구(221a,221b)가 형성되어 있는 거치대(222)와, 상기 수용구(221a,221b)에 각각 수용되어 상기 거치대(222)의 측부에 회동가능하게 결합되는 제1 및 제2 가압롤(223a,223b)과, 상기 거치대(222)를 상기 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)로 탄성 가압하기 위한 제1 및 제2 고정판(216a,216b)과 상기 거치대(222)를 연결하는 2개의 스프링(224)으로 이루어져 있다. 상기 스프링(224)는 상기 거치대(222) 일 단부의 양 측부로 돌출된 제1 돌출고정부(225)와 상기 제1 및 제2 고정판(216a,216b)의 양 측부에 돌출배치되는 제2 돌출고정부(217) 사이에 설치된다. 또한 거치대(222)의 타 단부의 양 측부에는 소정 높이로 상하 운동이 가능한 고정구(226)가 상기 제1 및 제2 고정판(216a,216b)과 거치대(222)의 타단을 연결하고 있고, 상기 고정구(226)와 스프링(224)의 사이에는 사각 봉상의 회전레버(227)이 거치대(222)의 측부에 회동가능하게 고정되고, 그 선단은 디스크형상의 가압작동부재(228)이 설치되어 있다. 상기 회전레버(227)의 선단부에 위치하는 제1 및 제2 고정판(216a,216b)에는 원호형의 홈(218)이 형성되어 있어, 회전레버(227)를 회전시킬 때, 상기 가압작동부재(228)가 홈(218)에 수용될 때에는 도 1에 도시된 바와 같이 거치대(222)가 가압되고, 홈(218)으로 이탈되었을 때에는 도 4에 도시된 바와 같이 거치대(222)의 가압이 해제되도록 되어 있다.

상기 가이드 수단(230)은 도 3에 도시된 바와 같이, 도면상 상,하로 배치되는 제1 및 제2 가이드판(231,232)과, 상기 가이드판 내부에 배치되어 상기 가이드판을 소정 간격으로 이격시키는 한쌍의 가이드봉(233,234)과 상기 제1 및 제2 가이드판(231,232)을 체결하는 고정수단인 체결볼트(235)로 이루어져 있다. 상기 제1 및 제2 가이드판(231,232)의 내면에는 스트립 전극(SE)의 폭 치수에 맞추어 다수 개의 가이드봉 수용홈(236)이 형성되어 있다.

다음으로, 이상과 같은 구성을 갖는 본 고안의 실시예에 따른 서브머지드 아크 용접기 헤드의 작동 과정에 대해 설명한다.

먼저, 상기 회전레버(227)를 도 1에 도시된 바와 같이 회전시켜 가압작동부 재(228)가 홈(218)으로부터 이탈되게 되면 거치대(222)가 벌어지게 된다. 이때 작업하고자 하는 치수의 스트립 전극(SE)을 선택하여 장착한다.

이어서 구동 모터(211)를 스트립 전극(SE)의 공급속도에 맞추어 구동하게 되면, 여기에 연동되어 있는 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)이 회전하면서 스트립 전극(SE)을 끌어들여 접촉 팁(300)으로 보내게 된다.

이때 이송되는 스트립 전극(SE)은 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)에 대향되게 배치되어 있는 제1 및 제2 가압롤(223a,223b)에 의해 소정 간격을 두고 가압되기 때문에 접촉 팁(300)에 보내지기 전에 완전히 평평한 상태로 이송된다. 또한 상기 제1 및 제2 가압롤(223a,223b)의 사이에는 가이드 수단(230)이 배치되어 있기 때문에, 가이드 수단(230)에 의해 이송되는 스트립 전극(SE)의 이송방향이 정확하게 유지되어 접촉 팁(300)에 보내진다.

이러한 과정을 통해 이송롤과 접촉 팁(300)의 사이에 발생하는 스트립 전극의 휨이나 꼬임을 방지할 수 있게 된다.

한편, 공급되는 스트립 전극(SE)의 폭 치수가 변경되는 경우에는 가이드 수단(230)을 용접기 헤드로부터 분리하여 제1 및 제2 가이드판(231,232)을 체결하는 체결볼트(235)를 풀고 가이드봉(233,234)의 위치를 조정한 후 체결하여 용접기 헤드에 장착하면 된다. 이를 통해 다수개의 가이드 수단 세트를 구비할 필요없이, 하나 또는 적은 수의 가이드 수단만으로도 다양한 치수의 스트립 전극을 가이드 할 수 있게 된다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 서브머지드 아크 용접기 헤드의 사시도이다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 서브머지드 아크 용접기 헤드에 있어서, 스트립 전극을 공급하는 공급장치에 대한 사시도이다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 공급장치에 장착되는 가이드 수단에 대한 분해 사시도이다.

도 4는 도 1의 서브머지드 아크 용접기 헤드의 가압레버를 해지하여 가압롤이 가압되지 않은 상태를 나타내는 사시도이다.

Claims

소모성 스트립 전극을 소모되는 속도에 맞추어 소정 속도로 공급시키는 공급수단과, 공급된 스트립 전극을 모재의 소정 위치에 위치시키는 전극팁 구조를 포함하는 서브머지드 아크 용접기용 헤드로서,

상기 공급수단은 모터(211)와, 상기 모터(211)의 구동축에 축이 연결된 제1 이송롤(213a)과, 상기 제1 이송롤(213a)로부터 소정 간격을 두고 배치되며 연동수단에 의해 제1 이송롤(213a)에 연동하여 회전되는 제2 이송롤(213b)과, 상기 제1 이송롤(213a)과 제2 이송롤(213b)의 사이에 배치되어 스트립 전극(SE)을 가이드하는 가이드 수단(230)과, 각각 상기 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)에 대향되게 배치되어 탄성수단에 의해 제1 및 제2 이송롤(213a,213b)에 대해 가압할 수 있도록 되어 있는 제1 및 제2 가압롤(223a,223b)을 포함하고,

상기 가이드 수단(230)은 내부에 다양한 폭 조절이 가능하도록 소정 간격을 두고 양측에 다수의 수용홈(236a)이 형성되어 있는 제1 가이드판(231)과, 상기 제1 가이드판(231)에 대향되게 배치되며 상기 수용홈에 대응한 위치에 동일한 수용홈(236b)이 형성되어 있는 제2 가이드판(232)과, 공급되는 상기 스트립 전극(SE)의 폭에 맞추어 상기 다수의 수용홈(236a,236b)에 회전가능하게 배치되어 상기 제1 및 제2 가이드판(231,232)을 소정 간격으로 이격시킴과 동시에 스트립 전극을 안내하는 한 쌍의 가이드봉(233,234)과 상기 제1 가이드판(231)과 제2 가이드판(232)을 고정하는 고정수단을 포함하여,

상기 스트립 전극(SE)의 폭이 변경될 때, 상기 소정간격을 두고 배치된 다수의 수용홈(236a,236b)에 삽입되는 가이드봉(231,233)의 삽입 위치조절을 통해 상기 스트립 전극(SE)의 폭 변경에 대응할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 서브머지드 아크 용접기용 헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 연동수단은 제1 이송롤(213a)의 회전축과 제2 이송롤(213b)의 회전축 간을 연결하는 벨트(214)인 것을 특징으로 하는 서브머지드 아크 용접기용 헤드.
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